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汽車種類、規格完全解讀-變速方式有幾種

車訊網 標誌 車訊網 2017/6/1

© 由 車訊網 提供

手排變速箱(MT,Manual Transmission)

是汽車變速器中最基本的一種,包含離合器與手動變速箱二個主要部份。離合器是用來將引擎與變速器分離與結合的機械,透過摩擦片的摩擦傳遞動力,換檔時要先踩離合器,將引擎與變速器分離,才能依需求改變齒輪比換檔,接著放開離合器讓引擎與變速器重新結合繼續傳遞動力。

離合器又可區分為乾式與溼式兩種,簡單來說溼式離合器就是磨擦片泡在變速箱油裡,能承受較大的負荷、壽命也較長,但因此結構較複雜、體積較大,導致動力傳遞效率較差。而乾式則相反,利用空氣散熱,結構簡單所以傳遞效率也較佳,但摩擦片少了變速箱油冷卻與潤滑容易因過熱燒毀。

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離合器可分為乾式與溼式兩種類型

自排變速箱(AT,Automatic Transmission)

為了使汽車的操作更為方便,汽車工程師開始研發自排變速箱,簡單來說就是車輛行駛過程中,可以自動改變齒輪傳動比的一種變速器。GM在1940年發表的「Hydra-Matic」,是史上第一台大規模量產的自排變速汽車,但真正突破性的改進是二戰時,Buick為了避免坦克在戰場熄火所開發的液力變矩器,成為現今自排變速箱的基礎。現代的自排變速系統裡面含有功能類似離合器的液力傳動系統、行星齒輪機構、液壓傳動系統、電子控制系統四個主要部份。

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自排變速箱比起手排變速箱具有簡便、行駛平穩、不用擔心熄火等優點,而且因採用行星齒輪原理,可不增加體積來提升檔位數。但自排變速箱的缺點就是成本與維修費用較高昂,另外早期燃油效率與功率遠低於手排變速箱,不過隨著車廠不斷改良、進步,近年來差異已不明顯。

無段自動變速器(CVT,Continuously Variable Transmission)

從自排變速箱衍生的無段自動變速系統(CVT,Continuously Variable Transmission),則是利用鋼帶及滾輪間的摩擦力來傳動,透過主動滾輪與被動滾輪兩者的半徑變化,達到改變齒輪比的目的,比起傳統液力式的變速箱利用多組齒輪換檔,CVT的動力傳遞更直接、損失更少,最重要的是因為無段控制齒輪比,能達到無頓挫的行車舒適性。

近年來CVT搭配電子控制設器後,可以很順暢進入省油齒輪比,但如果在高扭力情況下還是會有較高油耗,而自排變速箱比起CVT更禁得起高扭力、耐用,所以仍有不少車廠努力開發傳統自排變速箱,在2015年Toyota就率先發表了十速前自排變速箱。

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手自排(Manumatic)

手自排變速箱與自手排變速箱,因名稱過於接近、操作方式也差不多,所以一般容易搞混這兩者差別。手自排本體是自排變速箱,但能用手動操作的方式換檔,目的是為了讓駕駛提高換檔效率,以及享受手排車的駕馭樂趣。不過為了避免換檔錯誤造成車輛受損,當駕駛在不適當的情況換檔時,電腦會強制干涉檔位不作用或是自動換檔。因為本體仍是自排變速箱,所以依然會有自排變速箱耗油、不耐用、換檔效率較差等缺點。

自手排(SAT,Semi-automatic transmission)

半自動變速器,又稱自手排變速箱,簡單來說本體是傳統手排變速箱的構造,但離合器則由電腦操控。在D檔的情況下相當於一般自排車,切換為自手排模式後駕駛人只需換檔,不需踩踏離合器,而是交由電腦判斷最合適的時機自動收放離合器,因為本體是手排變速箱,所以兼具傳統手排省油、高效率,以及自排簡單好操作的優點。另外雖然換檔是交由駕駛操作,不過部分自手排的車輛當轉速拉到紅線斷油時,電腦會自動升檔以保護引擎。

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雙離合器變速箱(DCT,dual-clutch transmission)

自手排一開始出現僅有單離合器,後來進一步改良開發出雙離合器,歷史可追溯到二次世界大戰前,1980年首先應用在Ford Fiesta Mk1、Ford Ranger等車型,真正獲得注意是Porsche 962C賽車,使用雙離合變速器獲得優異戰果,不過那時因技術不夠成熟,直到2000年後才逐漸推廣到一般民用車上。單離合器的優點是造價便宜、結構簡單耐用,但缺點是換檔時會有明顯的頓挫感。雙離合器顧名思義是利用兩組離合器,分別負責單數及雙數的檔位,令換檔速度有大幅度的提升,效率與燃油甚至不輸傳統手排變速箱,兼顧了手排與自排的優勢,但體積大及高損壞率是其最大的缺點。

而目前各車廠對於自己所研發的雙離合器變速箱都有各自的稱呼,Porsche稱為PDK(Porsche Doppelkupplung),VW則稱作DSG(Direct Shift Gearbox),Ford則叫做PowerShift。

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前置前驅(FF,Front-engine,Front-wheel drive layout)

是近代汽車最常見的配置模式,具有許多優點,包含傳動零件較少、節省燃油、增加車內空間、車輛轉向操作容易,但缺點是前輪要負擔一半以上的車重、前輪耗損大、高速行駛穩定性較差、行駛上坡容易打滑、下坡容易翻車、會有轉向不足等缺點,但整體來說操控安全性仍較其他配置方式高。

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前置前驅有橫向引擎及縱向引擎兩種配置

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前置後驅(FR,Front-engine,Rear-wheel drive layout)

早期汽車大多使用此配置,在現代各大車廠則是使用在高級車種,藉由傳動軸將動力傳遞至後輪,因此後輪能分擔部分引擎重量,使汽車配重較平均(大約前55%後45%)、操控、煞車力也較佳,但因為要將動力傳遞至後輪,導致傳動零件增加、油耗增加、車內空間較小等缺點,另外容易發生轉向過度的問題,因此多半輪距及軸距會較長,以增加過彎時的穩定性。

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後置後驅(RR,Rear-engine, Rear-wheel drive layout)

現今大多運用在大客車上,一般轎車極少採用此配置。優點是結構簡單、零件較少,如果打滑時駕駛還能利用前輪修正方向。缺點正好與前置前驅相反,因重量大多在後車軸,高速過彎時會有發生轉向過度的情況,因此操縱此類車型需要一定的技術與經驗。世界上採用此配置最知名的車款是Porsche 911系列,特殊的操控性受到許多車迷許愛。

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中置後驅(MR,mid-engine,rear-wheel-drive layout)

所謂中置引擎,是將引擎配置在前輪軸之後,中心落在四輪之間,因此車輛得到良好的前後輪配重比,甚至可達到50:50,擁有敏銳良好的操控性,但因為採後輪驅動,高速過彎時後輪容易側滑,發生轉向過度的情況,置於中置前驅因需要佔據較大空間,所以現今車廠大多不採用。

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中置後驅還可分為兩種類型,第一種是前中置後驅(FMR,Front mid-engine,rear-wheel-drive layout),容易使人誤解為前置後驅,也就是引擎放在駕駛前,但變速箱卻延伸至車艙內。現今很多跑車常使用此配置,取代早期的前置後驅,著名車款有M.Benz SLS AMG、Lexus LFA、Nissan Fairlady Z系列等。

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後中置後驅還可區分為,引擎置於後輪軸前與引擎橫列在後軸上兩種。

第二種是後中置後驅(RMR,Rear mid-engine,rear-wheel-drive layout),兩種方式最大差別在於,前中置的引擎為縱向擺放,因此駕駛艙往後靠,引擎蓋也必須跟著加長。後中置引擎則犧牲後車廂空間,所以基本上只會在跑車上看到此種配置,另外方程式賽車則從最早的前置後驅改為現今的後中置後驅。

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四輪驅動(4WD, 4-Wheel Drive)

四輪驅動的發明,最早可追朔至十九世紀,一開始多半應用在卡車上,後來擴展到越野車與一般車,但真正發揚光大是Audi在WRC賽場上,使用Quattro四輪傳動系統取得優異戰果,吸引其他車廠投入四輪驅動的研發。近年來隨著SUV車型愈來愈受到喜愛的風潮,各大品牌SUV逐漸強調四輪驅動的功能。四輪驅動是在變速箱上再加裝「分動箱」的動力分配裝置,使車輛的四個輪子皆獲得動力,相較二輪驅動更能適應抓地力不足、下大雨的惡劣路面,讓車輛擁有更好的穩定操控。根據不同設計可再將四輪驅動分為多種類型,而引擎配置前、中、後的車輛均有。

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分時四驅

可以依據需求適當的以手動切換傳動模式,在一般路況下使用2WD,當遇上路況不佳需要抓地力時,可結合傳動軸變成4WD的模式,此時前後輪的動力是固定的50:50,採用加力箱設備的車輛,則可進一步配置扭力鎖定。整體具有構造簡單、與其他形式的4WD相比油耗較低等優勢,經常使用在有越野需的Pickup、越野車等,已較少使用在一般乘用車。

適時四驅

基本上在一般的路況僅會驅動前輪或後輪,以達到省油節能的目的,不過當車輛傳動輪打滑或失去抓地力時,系統便會自動切換成4WD模式,恢復抓地力後便再度轉回2WD模式,能夠兼顧經濟性與車輛在特殊路況中的脫困性,現今大多搭配在SUV車款上。

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Audi 的四驅系統Quattro在1980年代的賽場上取得輝煌成績。

全時四驅

全時四驅不管在任何情況下都是以四輪傳動,構造複雜、零件增加(主要是安裝更多的限滑差速器),所以配備全時四驅的多半是高級越野車、豪華轎車、跑車、CUV等較昂貴的車型,即使沒有越野的需求,但仍可提升車輛的穩定性及加速性,不過無可避免油耗也會增加。

混合動力式四驅

此特殊的四輪驅動系統,是因應油電混合車型所誕生的系統,可以讓汽油或柴油引擎驅動前輪或後輪,再以電動馬達驅動另外兩輪,達到前驅、後驅、四驅都可實現的驅動系統。

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中置四驅/後置四驅

一般四輪驅動的車輛幾乎都採前置引擎的形式,但仍然有少部分超跑、跑車採用中置與後置四驅,比起前置四驅,中置、後置四驅的操空性、過彎極限都再進一步增強提升。中置四驅的代表車款有LamborghiniHuracan、Audi R8、Bugatti Veyron等,後置四驅的代表車輛為Porsche 911 Carrera 4/4S。

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